
[摘 要] 隨著國際社會科技競爭日趨熱化,科技創新和中國制造已成為重要的國家戰略之一。如何進一步加強通信系統和芯片設計實力是提升我國新一代信息產業競爭能力的關鍵問題。聚焦前沿技術,以推動高校電子信息學科與信息類企業互聯互通為使命,探索新型校企融合模式,嘗試校企“雙主體”平臺建設、“雙導師”人才培養等創新方式,致力于培養融合科研和產業應用能力的電子通信類人才,為我國高科技自主攻關輸送生力軍,并最終實現校企雙贏。該校企融合模式已經應用于華南理工大學電信學院相關平臺建設,在科研成果、學生培養、產研轉化方面均獲得了較大成果。
[關鍵詞] 信息產業;“雙主體”平臺;雙導師;電子通信
[基金項目] 2023—2025年度廣東省本科高校教學質量與教學改革工程建設項目“新一代通信系統下電磁場與電磁波教學改革”(x2dx/C9233023)
[作者簡介] 李園春(1984—),女,安徽阜陽人,博士,華南理工大學電子與信息學院教授,主要從事射頻電路研究。
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324(2024)11-0009-04 [收稿日期] 2023-03-30
黨的二十大報告提出,要加強企業主導的產學研深度融合,強化目標導向,提高科技成果轉化和產業化水平[1]。因此,高等學校需結合自身定位,主動服務國家戰略,緊密對接經濟帶、城市群、產業鏈布局,推進產學研合作辦學、合作育人、合作就業、合作發展,探索全方位多角度的校企融合新模式。
面對上述需求,國家、教育部先后制定了《國務院辦公廳關于深化產教融合的若干意見》(國辦發〔2017〕95號)和《教育部 工業和信息化部 中國工程院關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見》等一系列政策,要求高等學校要面向工業界,以新工科建設為目標,持續改革工程型碩士研究生培養方案與育人方法,加快培養同時具有科研攻關能力和應用眼界的工程科技類人才,提升國家科技硬實力和國際競爭力[2-3]。
在新工科建設體系中,電子信息相關學科由于其科技前沿性和廣泛的應用價值,因此具有重要的地位和使命。我國電子信息科學從原先對先進國家“跟跑”,逐漸過渡到“并跑”階段,并在5G通信等領域實現了“領跑”[4]。但是,電子信息產業中芯片EDA仿真工具、加工制造及設計方面的全產業鏈短板依舊十分明顯[5]。而這些方向恰恰是“互聯網+”“中國制造2025”等國家信息技術產業發展需求的核心和支撐學科專業。因此,為了實現我國電子信息產業全行業領跑,確保國家重大戰略規劃的平穩推進與順利實現,更加需要電子通信類企業和高校科研共同努力,探索電子信息類專業的校企融合新模式[6]。
電子信息學科的一個顯著特點是技術更新迭代快,且對實驗場地、設備投入和教學實踐的要求不斷提高,按照傳統方式建設實驗室存在零星投入導致過時落后的弊端,而教學內容如無法與最先進的行業需求接軌,也同樣跟不上社會與技術的發展,導致培養的學生無法快速有效地適應企業環境,解決實際問題。
本文旨在探討電子信息類新型校企融合模式。該模式以華南理工大學電子信息學院為實踐對象,相較傳統的校企融合模式,明確了校企的“雙主體”和“雙導師”地位,在與現階段的教學理念相結合的基礎上,積極嘗試實現校企合作,突出電子信息學科在科研上需要以解決重大需求為導向,在人才培養上需要著力于學生實踐能力培養的發展目標[7]。通過該模式四大舉措的實施,高校更加明確科研中的技術問題與科學問題,企業可獲得最新的科研成果和技能型人才,科研成果也可以更快實現落地和轉化。因此,要實現高校和企業共同發展和互利雙贏,必須發展校企融合新模式。
一、立足校企“雙主體”,加強平臺建設
校企融合應同時關注高校科研發展需求與企業的應用需求,采用“雙主體”機制。華南理工大學擁有全國高校最大的基站天線科研團隊,一直與業界保持良好的合作,早期多項基站天線已經實現產業化。同時,學校在電子和通信學科每年招收基地研究生和企業聯培研究生。為了使畢業的學生具備解決業界應用難題的能力和素養,華南理工大學電信學院與中國通信的領頭企業華為公司建立了“華為-華工天線基礎技術創新實驗室”,旨在聯合高校強大的科研力量,解決通信技術發展中出現的技術壁壘,將科研成果快速落地進行產業化,同時在此過程中對研究生進行培養和訓練,使其畢業后迅速成為我國電子通信領域的工程師和專家。有效開展校企合作的主要驅動力是滿足校企雙方各自的目標需求,對于高校,與企業合作培養學生,主要目標是利用企業的工作環境、業務操作流程、管理制度等實際業務資源,使學生通過實踐操作提升技能及綜合素質;對于企業,通過與高校深度合作,可以持續得到人力資源、智力資源,解決企業的技術瓶頸,為企業提升創新能力助力。
采用“雙主體”機制的“華為-華工天線基礎技術創新實驗室”同時為高校和企業服務。該平臺由實驗室主任領導和技術委員會委員組成,擁有20余位射頻電路與天線的科研教師成員隊伍,每年由公司提供科研經費,聚焦新技術研發和原創知識產權積累。科研項目的成功立項依托兩方面共推助力:一方面,華為公司根據最新業界需求,發布項目需求,由科研教師進行揭榜;另一方面,科研教師根據各自研究最新進展提案,由公司結合自身需求討論出相應的指標要求,進行創新和開放性研究。項目一般為期一至兩年,技術委員會委員負責對項目實施預估、考核和驗收等管理措施。自該平臺運行以來,已經立項科研項目十余項,相關的科研成果也及時應用到了公司的產業設計中。同時,華工和華為以“雙主體”模式共同申請了多項國家重大課題,如國家重點研發計劃等,解決了一系列產業難題及關鍵科學問題。
另外,高校以培養擁有科研素養和實踐水平的復合型人才為培養目標和方案。面向該培養任務,電子通信學科改革了培養模式,從企業選配高精尖技術人才配合研究生指導,實現了專業碩士高校科研導師和企業平臺實踐導師的“雙師型”培養模式,極大地訓練了學生利用科研知識解決科研到產業應用問題的落地技能。學生培養質量及雙方的反饋表明,這些舉措為協同育人模式的落地實施提供了良好的保障。
近兩年,以“華為-華工天線基礎技術創新實驗室”為平臺,華南理工大學射頻電路與天線方向教師與學生與華為工程師開展了多次形式多樣的交流活動,包括技術團建、項目推薦和學生座談等。工程師與教師之間通過技術交流加深了對高校科研成果的了解,通過與學生之間交流加深了學生對公司文化的理解和認同,進而吸引了更多優秀畢業生進入公司。
二、聚焦技術前沿,強化問題牽引
隨著電子通信產業發展第五代移動通信技術趨于成熟,大規模多輸入多輸出(MIMO)系統是其關鍵技術之一。為了應對迅速變化及提升的產業需求,當今校企合作模式應進一步整合實踐中的客觀問題,優化科研思路,既可防止產業資源的過度消耗,又避免了科研的盲目性,為創新、科研、市場提供廣闊空間。
華南理工大學在校企合作的新模式中,堅持以問題為導向,利用科研水平進行持續攻關。為減小射頻收發系統體積,提升系統整體效率,華南理工大學電信學院教師自十五年前就開始圍繞射頻電路融合設計理論展開創新研究,發展了一系列濾波無源電路、濾波有源電路、濾波天線等。其中將濾波結構與天線的饋電進行協同融合,形成的濾波天線技術在天線端口獲得濾波特性,減小了后端濾波器的壓力,同時兩種功能集成進一個單器件減小了器件和系統體積,得到了同行的一致認可[8]。但是早期濾波天線的研究存在相對局限性,濾波特性主要是相對天線饋電端口而言,對輻射體自身改動不大。隨著多個創新實驗室平臺的建立,逐漸發現業界基站天線面臨的主要問題是sub-6GHz 5G大規模天線需要在天面資源有限的情況下,兼容2G/3G/4G頻段。而天線的緊密排布會導致不同頻率天線陣列的互擾問題,使輻射方向圖發生畸變[9]。而處于單純研究中的濾波天線,僅僅從天線饋線出發設計濾波天線并不能有效解決輻射去耦的問題。通過深入討論,明確了必須使天線輻射體本身具有濾波特性,才可以避免接收其他頻段天線陣列的信號,有效解決天面資源問題,更具備實用價值,濾波天線的研究進展如圖1所示。
通過校企合作引導,濾波天線的相關研究從饋電端引入濾波結構發展到輻射體上融入濾波結構,從研究中的單極化濾波天線發展到業界普遍適用的雙極化濾波天線陣列,從5G低頻段濾波天線發展到5G毫米波頻段濾波天線,從單頻去耦拓展到異頻去耦[10]。除了濾波天線以外,車載雷達天線、無源集成等熱點研究也逐漸深入,不僅更加契合業界應用需求,同時毫米波頻段的射頻電路研究水平也處于業界前列。實現了業界問題引領科學研究、科學研究成果有效轉化為產品的產學研共同發展之路。
三、聚力校企需求,共建互利雙贏
校企合作新模式以區域經濟發展對人才的需求為風向標,以校企為育人主體的人才培養模式,實現優勢互補,順利對接,逐漸將關注點和產業化需求有機統一。構建校企命運共同體是推進高校教育發展的重要環節,也是高等院校培育高素質勞動者和技術技能人才的必然要求。要想改革和創新實踐教學模式,高校應以產業為導向、以產教融合為基礎,在實踐時間上形成一個完整的時間鏈及任務鏈,以校企命運共同體為基礎形成鏈式實踐教學模式,實現互利雙贏。
華為-華工天線基礎技術創新實驗室創建第一年,企業關注點主要在寬頻和低剖面的天線單元的研究,華為一線研究人員、學院科研教師和參與項目的研究生共同參與項目開發和定期研討,科研教師和研究生詳細了解到業界對于天線應用的科技需求,確定了研發方向和重點。企業同時獲得最新的研究成果,迅速推向市場。在第一年實驗室總結會上,單個基站天線的研究圓滿結束。基于第一年單天線科研項目互推,學生得到了培養和培訓。第二年的企業需求集中到天線陣列的波束控制與天線間去耦方面。同時,天線單元的研究被引導到后5G毫米波頻段上,頻段更高,設計難度更大,研究走在了應用前面。高校在毫米波頻段天線已經進行了大量研究,但是如何針對去耦問題,進行毫米波頻段更小體積上的濾波去耦,仍處于初步探索階段。在校企合作模式下,經過多次討論,雙方優勢實現互補,企業獲取一線科研水平提升器件性能,高校獲得企業科研項目機遇及科研經費支撐,也為學生就業提供了多渠道發展空間,實現了互利共贏。近年,電信學院在射頻電路方向的研究生畢業后,有85%以上進入華為及各大研究所關鍵科研崗位。
四、校企互聯,鍛造實用型拔尖人才
構建電子信息復合型人才培養的長效機制,在強調“雙主體”地位的同時,除聚焦技術前沿、聚力校企需求外,還應基于自身科研條件,制定特色性合作模式,鍛造實用型拔尖人才。新型校企融合模式充分發揮本校和華為-華工創新實驗室的資源優勢,高校主要完成課程改革與建設,挖掘研究型人才,為企業提供課題資源,為參與實驗室研究科研和實驗能力較強的研究生提供實習機會。企業也可設立專項獎學金,對學生給予獎勵,校企雙方共同承擔對人才培養體系的保障責任。特色性合作模式的建立,按照“點上夯實,面上開拓”的思路,既可以“走出去”,讓華南理工大學的學生到基地實踐體驗,也可以“請進來”,邀請行業導師進課堂授課,同時由基地具備資歷的企業工程師對學生進行矩陣式科研指導。將企業目標和學校教學目標互通融合,企業為學生提供了現實工作場景,使學生能親身感受企業工作環境、工作方式和工作要求,基于項目任務開展數據分析、信息系統的設計與開發等工作,教師和企業導師對參與項目的學生進行一對一指導,使學生在“學中做、做中學”。
研究生導師以專業性優勢和企業工程師共同研究開發應用型研究生授課模式,共同擬定面向企業需求的研究生培養方案,在課程講授和研究培養兩個方面具備前沿性和實用性。
新型校企融合模式在電子通信學科的有效落地和實施,不僅有助于高校有針對性地進行科學研究和人才培養,更能使畢業生很快適應就業環境,實現個人發展目標。同時使企業完成科技創新,加快科研成果落地,使其快速獲得市場收益。因此,該模式有效地融合了高校和企業雙方優勢,可為應用型科研人才的培養提供借鑒意義。
參考文獻
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Exploration and Practice of Integration of Electronic Information Colleges and Enterprises
LI Yuan-chun
(School of Electronic and Information Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510630, China)
Abstract: With the competition getting more and more fierce, science and technology innovation and “Made in China” have been determined as one of the dominant national strategies. A key issue to improve and keep advantages in the new generation telecommunication business is to thrive the technology of telecommunication system and integrated circuit design. This manuscript focuses on the advanced electronic information technology, aims at the inter-connections of electric information disciplines and high-tech enterprises. Through the integration of colleges and enterprises, we built a double-principal platform, based on double-tutors, to develop the electronical engineers capable of scientific research and application who are expected to be the fresh forces of exploring the high-tech technology, and finally realize the win-win of co-culture of colleges and enterprises. The college-enterprise integration model has been applied in the School of Electronic and Information Engineering, South China University of Technology. A lot of achievements have been obtained in the research outputs, student training, and industry-research transformation.
Key words: Information enterprises; double-principal platform; double-tutors; electro communication